Номер 5, страница 126 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. На чём основано использование соляной кислоты при травлении?

Использование соляной кислоты ($HCl$) при травлении основано на её способности вступать в химические реакции с оксидами, гидроксидами и некоторыми другими соединениями металлов, которые обычно образуют на поверхности нежелательные слои, такие как ржавчина или окалина.

Ключевой принцип заключается в переводе нерастворимых или слабо растворимых в воде соединений (например, оксидов) в хорошо растворимые соли (хлориды), которые затем легко удаляются с поверхности промывкой.

Рассмотрим основные процессы:

1. Растворение оксидных пленок. Это основная цель травления при подготовке металлических поверхностей. Окалина на стали состоит из различных оксидов железа ($FeO$, $Fe_3O_4$, $Fe_2O_3$). Соляная кислота эффективно реагирует с ними. Например, реакция с оксидом железа(III), главным компонентом ржавчины:

   $Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

   В результате образуется хлорид железа(III) ($FeCl_3$) — соль, которая хорошо растворяется в воде и легко смывается с поверхности изделия.

2. Взаимодействие с основным металлом. Соляная кислота также способна реагировать и с самим металлом (для металлов, стоящих в ряду активности левее водорода), например, с железом:

   $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \uparrow$

   При этом выделяется газообразный водород. Этот процесс, с одной стороны, может быть нежелательным, так как приводит к потере массы основного металла и риску водородного охрупчивания. С другой стороны, пузырьки водорода помогают механически отслаивать частицы окалины, ускоряя процесс очистки. Для контроля этой реакции и защиты основного металла в травильные растворы часто добавляют специальные вещества — ингибиторы, которые замедляют реакцию кислоты с чистым металлом, но не мешают ей растворять оксиды.

Таким образом, соляную кислоту используют для травления благодаря её высокой реакционной способности по отношению к оксидам металлов, что позволяет эффективно и относительно быстро очищать металлические поверхности.

Ответ: Использование соляной кислоты при травлении основано на её химической способности растворять оксиды, гидроксиды и карбонаты металлов (ржавчину, окалину), превращая их в растворимые соли (хлориды), которые легко удаляются с обрабатываемой поверхности.